Расчеты при установке дымохода для дровяной печи и бытового котла


Целью аэродинамического расчета газового тракта котельной установки является выбор необходимых дымососов на основе определения производительности тяговой системы и перепада полных давлений в газовом тракте. Определить расчетные данные для конструирования газоходов.

Сконструировать газоходы на участке газового тракта, от выхода из котла до выхода из дымовой трубы, в точности (см.рис1):

— Расчет аэродинамического сопротивления участка газового тракта в пределах котла (участка I Г);

— Выбор золоуловителя и оценка его аэродинамического сопротивления;

— Компоновка газового тракта от выхода из котла до золоуловителя (участка II Г) и расчет его аэродинамического сопротивления;

— Предварительный выбор дымососа;

— Компоновка газового тракта от выхода из золоуловителя до входа в дымосос (участка IV Г) и расчет его аэродинамического сопротивления

— Компоновка газового тракта от выхода из дымососа до выхода из дымовой трубы (участка V Г) и расчет высоты дымовой трубы. Расчет аэродинамического сопротивления участка V Г

— Расчет самотяги газового тракта

— Расчет перепада полных давлений по газовому тракту. Окончательный выбор дымососа

— Проверка отсутствия подпора за дымососом

— Определение КПД дымососа. Расчет мощности приводного двигателя дымососа


ТНН-Model

Рисунок №1 — Газовый тракт от выхода из котла до выхода из дымовой трубы.

Целью аэродинамического расчета котельной установки (расчет тяги и дутья) является выбор необходимых тягодутьевых машин на основе определения производительности тяговой и дутьевой системы и перепада полных давлений в газовом и воздушном трактах. Кроме того, в ходе расчета проводится оптимизация элементов и участков газовоздушного тракта, обеспечивающая минимальные расчетные затраты, а также определяются расчетные данные для конструирования газовоздухопроводов [1].

Исходными данными для аэродинамического расчета котельной установки являются:

  • чертежи котла
  • тепловой расчет топки и поверхностей нагрева

Газоходы являются элементами котельной установки. В пределах котельной ячейки схема и конструкция газохода обычно разрабатывается заводом-поставщиком котла, а за пределами котельной ячейки – организацией, проектирующей теплоэлектроцентраль (ТЭЦ), или ее субподрядчиком.


В зависимости от назначения котла, его конструкции (топки, системы пылеприготовления, типов воздухоподогревателя и тягодутьевых машин), вида сжигаемого топлива видоизменяется и схема газохода [2].

Воздухопроводы выполняются из листовой стали толщиной 2 мм, газопроводы — 5 мм. Газопроводы, работающие под избыточным давле­нием, должны быть плотными, не должно быть участков, где могли бы образовываться отложения летучей золы или сажи (в газомазутных котлах). На отключаемых газоходах должны устанавливаться два ря­да плотных клапанов во избежание перетоков газа или воздуха [3]. Один из основных материалов, применяемых для изготовления газоходов, – сталь.

Углеродистые  нелегированные стали наряду с железом и углеродом содержат марганец (до 1 %) и кремний (до 0,4 %), а также вредные примеси — серу и фосфор. В зависимости от содер­жания вредных примесей, способа выплавки и степени однород­ности свойств углеродистые стали подразделяются на стали обык­новенного качества и качественные конструкционные. В настоя­щее время приняты обозначения марок стали, примерно характе­ризующие ее состав. Так, например, сталь марки 45 — сталь углеродистая качественная конструкционная с содержанием 0,45 % С, а для уг­леродистых сталей обыкновенного качества используют обозначения МСт1, МСт2 и т.д. Для углеродистых качественных сталей в написании марки приводится среднее содержание углерода в со­тых долях процента (например, 08, 10, 15, 20, 45 и т.д.). Узкоспе­циализированные углеродистые качественные стали имеют анало­гичные обозначения и отличаются добавлением буквы, например, «К» после цифр в марке 10К, 15К, 20К и т.д. С увеличением содержания углерода в стали возрастает ее проч­ность и снижается пластичность.

Обратите внимание!

Углеродистые стали марок 15К, 20К, 25К, 10 и 20, применяе­мые для изготовления барабанов котлов, труб поверхностей нагрева и трубопроводов для воды и пара при давлении до 6 МПа и темпера­туре металла труб менее 500 °С, в зависимости от марки стали и ее назначения содержат 0,08…0,16% углерода, 0,35…0,8% марган­ца, 0,15…0,37 % кремния, серы и фосфора в сумме не более 0,09 % [4].

Газоходы от присоединительных патрубков дымососов до дымовой трубы, так называемые борова, обычно выполняются наземными, пря­моугольного сечения, из сборного железобетона с кирпичной футеров­кой или из кирпича. Эти газоходы располагаются на специальной же­лезобетонной или металлической эстакаде на высоте, обеспечивающей проезд под ней автотранспорта. Патрубки (диффузоры), через которые дымососы присоединяются к боровам, выполняются из металла. Для крупных котлов производительностью 220 т/ч и более рекомендуется выполнять индивидуальные газоходы от дымососа до дымовой трубы. По длине борова не должно быть ступенчатых переходов сечения, создающих газовые мешки, способствующие скоп­лению взрывоопасных газов. Входная часть борова перед дымовой тру­бой должна выполняться как плавный переход с раскрытием по высоте. Борова котлов, сжигающих угли с содержанием SП > 0,2 %, оштукатуриваются внутри цементно-песчаным раствором толщиной 15—20 мм для антикоррозионной защиты внутренних поверхностей.


таллические газоходы между котлом и боровом при сжигании высо­косернистых топлив с внутренней стороны должны защищаться кор­розионно-стойкими покрытиями. Снаружи металлические газоходы изолируются. Поверхности с t>50°С внутри помещения и с t>600С вне помещений должны иметь тепловую изоляцию. При tнар=+25°С температура на поверхности изоляции должна быть 45— 48 °С в помещении и 60 °С на открытом воздухе. Изолируются также наружные поверхности сухих золоуловителей—входные и выходные коллекторы и входные патрубки [2].

Для облицовки котельных агрегатов применяются кирпич крас­ный, различные огнеупорные материалы и теплоизоляционные материалы.

Кирпич красный изготовляется из смеси коалиновой глины (А1203) и песка (SiO2) путем обжига заготовок при высокой тем­пературе. Обыкновенный красный кирпич изготовляется размером 250x120x65 мм и применяется для кладки фундаментов, боро­вов, наружных стен обмуровки, сводов и других элементов, под­верженных действию температуры не выше 700 °С.

Кладка из красного кирпича ведется на глиняном растворе, который приготовляют из красной глины и обыкновенного песка. Глина, употребляемая для раствора, не должна содержать посто­ронних примесей; перед приготовлением раствора ее тщательно размачивают, чтобы получить однородный раствор без комков.


При выполнении наружной обмуровки стен из красного кир­пича применяются также и сложные растворы, имеющие состав цемент: известь: песок = 1:1:6. Цементные растворы применяются для кладки в сырых местах при низких температурах (до 200 °С).

Кирпич тугоплавкий (типа гжельского) применяется для клад­ки боровов, дымовых труб и других элементов, подверженных дей­ствию температур до 1000 °С.

Для изоляции горячих поверхностей трубопроводов, арматуры, газовоздухопроводов, аппаратуры и т. п. применяются легковесные изоляционные материалы: асбест, асбослюда, пенодиатомит, диато­митовый кирпич, стекло и шлаковата, совелит и др. Асбест приме­няется в виде асбестового волокна, листа или шнура и использует­ся при рабочих температурах до 500°С. Наряду с асбестом приме­няют асбозурит (70% диатомита и 30% асбеста), асботермит (70 % шиферных отходов, 15% диатомита и 15% асбеста), асбослюду (смесь, состоящую из 20% диатомита, 40% трепела, 20% шифер­ных отходов, 20% асбеста). Асбозурит, асботермит, асбослюду ис­пользуют для изоляции горячих поверхностей, работающих до 5000С. Применяют также совелит — смесь доломита (85 %) и асбеста (15%) (рабочие температуры до 450 °С). Пенодиатомитовый кир­пич используется до 800°С. Шлаковая вата, получаемая из домен­ного шлака путем его продувки и быстрого охлаждения, применя­ется для изоляции горячих поверхностей с температурой до 7000С.

Нормальная работа котла возможна при условии непрерывной подачи в топку воздуха, необходимого для горения топлива, и удаления в атмосферу продуктов горения после их охлаждения.


В системе с естественной тягой сопротивление потоков воздуха и продуктов горения преодолевается за счет разно­сти давлений воздуха, поступающего в топочную камеру, и продук­тов горения, удаляемых через дымовую трубу в атмосферу. В этом случае весь газовоздушный тракт находится под разрежением. Эта система применяется в котлах малой мощности при малых сопро­тивлениях движению потоков воздуха и продуктов горения.

В схеме с искусственной тягой, создаваемой дымососом, сопротивление воздуш­ного и дымового трактов преодолевается за счет разрежения, соз­даваемого дымососом и дымовой трубой.

В схеме с искусственной тягой с помощью дутьевого вентилятора и дымовой трубы сопротивление воздуш­ного и дымового трактов преодолевается вентилятором. При этом газоходы котла находятся под давлением. Такая система использу­ется в котлах, работающих под наддувом.

Наибольшее распространение в настоящее время получила схе­ма с уравновешенной тягой, в которой подача воздуха в топку осуществляется вентилятором, а продукты горения удаляются дымососом. В этом случае воздушный тракт находится под давлением, а газовый тракт под разрежением. В данной курсовой работе применена эта схема.

Для расчета аэродинамического сопротивления участка газового тракта в пределах котла (участка I Г,  рис.1), необходимы следующие исходные данные (для ШПП, КПП2, КПП1, ВЭ2, ВП2, ВЭ1, ВП1): Диаметр труб; Расположение труб; Шаг труб; Относительный шаг труб; Число рядов труб по ходу газов; Сечение для прохода газов; Средний избыток воздуха; Средний объём дымовых газов; Средняя скорость; Поправочный коэффициент; Средняя температура.


Из-за большой относительной ширины каналов коэффициент сопротивления ширм даже при поперечном омывании труб очень мал. С учетом этого можно во всех случаях рассчитывать сопротивление, принимая, что ширмы омываются продольным потоком. Сопротивление ширм, расположенных на выходе из топки, не учитывается, так как при относительно малых скоростях газов, высоких температурах и больших шагах между панелями.

В процессе расчета определяются сопротивление пароотводящих труб[1], сопротивление «горячей» ступени пароперегревателя (КПП II), сопротивление “холодной” ступени конвективного пароперегревателя (КПП I), сопротивление поворотной камеры, сопротивление экономайзера, сопротивления воздухоподогревателя второй ступени, сопротивления воздухоподогревателя первой ступени.

Общее сопротивление участка Iг находится как сумма сопротивления всех участков

345

После выбираем золоуловитель и рассчитываем его аэродинамическое сопротивление. Для выбора золоуловителя необходим: средний объем дымовых газов в ВП (м3/кг), присосы воздуха за ВП [1, стр.32], теоретический объем воздуха (м3/кг), объем уходящих газов (за ВП в м3/кг), температура уходящих газов (0С), часовой расход уходящих газов в районе одного золоуловителя (м3/ч).

Компоновка газового тракта от выхода из золоуловителя (участка II Г) и расчет его аэродинамического сопротивления сводится к определению сопротивления на выходе из воздухоподогревателя


 Предварительный выбор дымососа (ДС)

Дымосос выбирается по производительности дымососа и сопротивлению трех участков.  Умножаем на коэффициент запаса производительность и предварительно подбираем дымосос.

Определяем разряжение на выходе из топки, необходимое для предотвращения выбивания газов (принимается; [1,п.2-56]), приведеннаую самотягу в опускной конвективной шахте на один метр высоты [1,рис. VII-26](мм вод. ст./м.), самотяга в районе опускной конвективной шахты.

Суммарная самотяга тракта

Hcк= , мм вод. ст.

Если значение с минусом, то это говорит о направлении потока вниз, т.е. самотяга отрицательна, если плюс, то направление потока вверх, т.е. самотяга положительна.

После определяется полное давление по газовому тракту с учетом коэффициента запаса [1, табл. 4-1]

По сводному графику характеристик центробежных дымососов двухстороннего всасывания выбираем дымосос

Компоновка газового тракта от выхода из дымососа до выхода из дымовой трубы (участка V Г) и расчет высоты дымовой трубы. Расчет аэродинамического сопротивления участка V Г.

Расчет высоты дымовой трубы (ДТ)


Высота дымовой трубы рассчитывается по предельно допустимой концентрации выбросов (ПДК), в зависимости от используемого топлива.

Проверка появления избыточного статического давления в дымовой трубе:

Если  R>1, то труба находится под избыточным давлением.

Для того чтобы труба была под разряжением необходимо изменить ее конструкцию двумя способами. Первым является установка диффузора на выходе из дымовой трубы. Вторым является увеличение выходного диаметра трубы, что приводит к снижению скорости дымовых газов на выходе из трубы, снижению динамического сопротивления трубы.

Принципы работы дымохода печи и бытовых котлов

Для нормального функционирования отопительных приборов, генерирующих тепло при сжигании топлива, необходим дымоход.

дымоход

Дымоотводящая конструкция обеспечивает приток кислорода, без которого не горит ни газ, ни твердое или жидкое топливо. Кроме того, через дымоотвод удаляется дым, содержащий продукты горения, что является залогом безопасности отопительной системы – ведь задымление помещений смертельно опасно для человека. Такой газообмен называется тягой.

Котлы внутреннего сгорания оснащаются коаксиальными дымоходами, которые создают тягу принудительно, выводя через одну трубу дым и засасывая через другую свежий воздух. Дровяные печи и большинство бытовых котлов работают на естественной тяге, которая образуется из-за разницы температур и давления в тепловом приборе и у выходного отверстия дымохода.

Принцип работы дымохода прост:


  • выделяемые при сгорании топлива газы имеют высокую температуру, низкую плотность и высокое давление и им становится тесно внутри отопительного прибора;
  • дым направляется туда, где для него нет препятствий, то есть движется в том направлении, где давление ниже, стремясь заполнить относительно свободное пространство, кроме того, из-за низкой плотности газы стремятся вверх;
  • если дымоход устроен правильно, то на выходе из трубы холодный воздух имеет низкое давление и не является препятствием для выхода горячего дыма;
  • так как как область низкого давления находится выше котла, то дым идет по самому удобному пути – вверх по дымоходу на улицу.

Для чего нужны расчеты

Естественный воздухообмен, при котором продукты сгорания удаляются в атмосферу, происходит только в том случае, если дымоотводящая конструкция имеет правильную форму и размер.

При наличии препятствий – поворотов, углов, участков дымового канала с низкой пропускной способностью – дым может пойти в другом направлении, где его распространению ничто не будет мешать. При малой высоте трубы разница температур окажется недостаточной для образования тяги или появится ветровой подпор, который будет мешать дыму выходить из трубы, практически вгоняя его обратно.

Обратите внимание! Недочеты в устройстве дымохода приведут к тому, что тяга либо будет недостаточной для нормальной работы нагревательного прибора, либо появится обратная тяга и продукты горения топлива будут поступать в помещения, что может стать причиной отравления или пожара.

Однако, про размеры дымовой трубы нельзя сказать, что чем больше, тем лучше. Слишком длинный или широкий дымовой канал увеличит расходы на возведение дымохода. Печь или котел с таким дымоходом будет работать на износ в условиях избыточной тяги, сжигая топливо быстрее, чем это нужно для прогревания помещений. Полученное же при сжигании тепло будет частично улетать в трубу, отчего затраты на отопление увеличатся.

Поэтому чтобы тепловой агрегат работал эффективно и не ломался, важно точно рассчитать основные параметры дымохода, которые обеспечат оптимальный уровень тяги.

Как рассчитать параметры для дымохода

Для возведения дымоотводящей конструкции, обязательно провести расчеты:

  • общей высоты и высоты относительно крыши,
  • внутреннего диаметра дымовой трубы,
  • образуемой тяги.

Все эти параметры взаимосвязаны. Геометрические размеры дымохода необходимо рассчитать для составления его проекта, а величину тяги – для определения работоспособности дымоотвода в обычных для местности погодных условиях.

Расчет внутреннего диаметра

Основным нормативным требованием к размеру дымоходной трубы является ее соответствие выходному патрубку теплового прибора.

Обратите внимание! Для теплогенерирующих агрегатов заводского изготовления достаточно выбрать трубу, имеющую такое же сечение, как у выходного патрубка, или немного большего размера. Выполнение этого условия обеспечит необходимую пропускную способность дымохода.

Для дровяной печи или бытового котла, не имеющего заводского патрубка, необходимо рассчитать параметры внутреннего сечения дымовой трубы, при которых дымоход будет иметь необходимую пропускную способность.

Чтобы вычислить диаметр круглой трубы или ширину и длину прямоугольной, нужно найти площадь ее внутреннего сечения. Расчет проводится в несколько этапов.

Сначала вычисляют объемный выход дымовых газов в единицу времени (Vг):

Vг=Mт*Vт*(tг+273)÷273,

  • где Mт – расход топлива в единицу времени, указанный в сопровождающей документации отопительного прибора,
  • Vт – коэффициент дымовыделения используемого топлива,
  • а tг – температура дымовых газов на входе в дымоход, обычно указываемая в документации к отопительному прибору и равная 120-150ºС.

Коэффициент дымовыделения различается для разного топлива:

Топливо Коэффициент дымовыделения, куб.м/кг
сухие дрова, торф 10
бурый уголь в брикетах 12
природный газ 12,5
антрацит, каменный уголь 17

Для расчета площади сечения (S) достаточно разделить полученное значение (Vг) на скорость отведения дыма (v):

S=Vг÷v.

Оптимальной считается скорость, равная 1-2 м/с. При такой скорости сажа и конденсат не успевают осесть на стенках трубы, но и тепло остается в помещении, а не вытягивается на улицу.

Обратите внимание! Для точных расчетов важно привести все величины к единому параметру времени. Если скорость для расчета используется в м/с, то и расход топлива нужно перевести в кг/с.

Например, если для дровяной печи-каменки стандартный расход – 8 кг/ч, то при переводе необходимо разделить эту величину на 3600. Таким образом, расход составит 0,0022 кг/с.

Для круглой трубы диаметр (D) рассчитывается из формулы площади круга:

D=2√S÷3,14.

Для квадратной ширина (a) рассчитывается из формулы площади квадрата:

a≥√S.

Для прямоугольного сечения подбираются ширина (a) и длина (b) таким образом, чтобы их произведение было больше или равно S:

S≥a*b.

Определение высоты дымоотводящей трубы

Для образования достаточной разницы в давлении и температуре в котле и на улице минимальная необходимая высота дымоходной трубы должна составлять 5 метров. Но кроме минимального значения необходимо рассчитать и высоту выходного отверстия над кровлей.

В этих расчетах учитывается тип крыши, расположение дымохода по отношению к коньку кровли и наличие близко расположенных строений или иных высоких объектов.

Особенности расположения дымохода высота
на плоской кровлей без парапетов и других кровельных элементов на 0,5 м выше кровли
с парапетами и другими кровельными элементами на 1,2-1,3 м выше парапета
на скатной крыше, при расстоянии между дымоходом и коньком по горизонтали до 1,5 м на 0,5 м выше конька
1,5-3 м на уровне конька
более 3 м на 10º ниже конька
относительно рядом стоящих зданий, строений, деревьев и иных объектов на 1,2-1,5 м выше самого высокого

размещение дымохода

Обратите внимание! При проектировании дымохода необходимо учесть расположение крепежных элементов. Через каждые 2 м высоты труба фиксируется к стенам и перекрытиям, если дымоход возвышается над кровлей более чем на 1,2 м, для дополнительной фиксации используют растяжки.

Расчет тяги

Для проверки работоспособности дымохода, который будет возведен в соответствии с выполненными расчетами высоты и внутреннего сечения трубы, дополнительно проводят расчет тяги.

Тяга, то есть разница давления на входе и выходе из дымохода (P) рассчитывается по формуле:

ΔP=hд*(ρв-ρг),

где hд– высота дымохода над отопительным прибором,

в– плотность воздуха на улице,

г– плотность дыма.

Высота дымохода уже рассчитана, а вот плотность воздуха и дымовых газов потребуется вычислить. В зависимости от погодных условий, показатель плотности воздуха меняется.

ρв=ρн*273÷tв,

где н=1,29 кг/куб.м – плотность воздуха в нормальных условиях,

а tв – температура окружающей среды.

Это важно! Для расчета тяги берут самые неблагоприятные климатические условия в регионе – теплое время года. Для расчетов используется температура в Кельвинах, поэтому к температуре в градусах Цельсия прибавляем 273.

Плотность дымовых газов рассчитывается по аналогичной формуле, исходя из средней температуры дымовых газов в трубе (tг):

ρг=ρн*273÷tг.

Δtг=(tг+tд),

где tг – температура газов на выходе из отопительного прибора, указанная в сопроводительной документации,

а tд – температура дыма на выходе из трубы.

Но температура дымовых газов, выбрасываемых дымоходом в атмосферу, требует дополнительных расчетов и зависит от мощности теплового прибора (Q) и высоты дымовой трубы (hд):

tд=tг-hд*В*√1000÷Q,

где В – коэффициент теплоотдачи дымоходной трубы, зависящий от материала, из которого выполнен дымоход и уровня его теплоизоляции.

Особенности дымохода Коэффициент теплоотдачи
неизолированная металлическая или асбестоцементная труба 0,85
кирпичная шахта с толщиной стенок до 0,5 м 0,17
сэндвич-трубы 0,34

Если после проведения всех расчетов уровень тяги получился в диапазоне 10-20 Па, то спроектированный дымоход справится со своей задачей и обеспечит бесперебойную работу тепловому агрегату. В противном случае потребуется увеличить высоту дымовой трубы или оснастить оголовник дефлектором или дымососом для создания искусственной тяги.

Обратите внимание! Расчет тяги требует точности, поэтому все промежуточные подсчеты необходимо записывать, чтобы была возможность их проверить. Чтобы исключить возможную ошибку в вычислениях, можно воспользоваться онлайн-калькулятором или обратиться к специалистам.

Особенности расчетов параметров дымохода для бытовых котлов

Тепловые приборы заводского изготовления обычно не требуют проведения серьезных расчетов дымохода – основные параметры указываются в сопроводительной документации. Отличительной особенностью проведения расчетов для бытовых котлов является их простота.

  • Высоту определяют по общим правилам, учитывая особенности расположения дымоотводящей конструкции относительно крыши дома и близлежащих строений.
  • Диаметр внутреннего сечения дымовой трубы выбирают в соответствии с мощностью теплогенерирующего агрегата, не беря во внимание ни тип топлива, ни объем выделяемых газов. Так как заводские приборы выпускаются по стандартам изготовления, все параметры давно посчитаны и собраны в таблицу.
Максимальная мощность прибора, кВт Необходимый диаметр трубы, мм
до 3,5 140-150
3,5-5,0 140-200
5,0-7,0 200-270
7,0-10,0 250-300

В нормативном методе под ред. Мочана есть формула 2-19 Самотяга дымовой трубы в мм.вод.ст., там участвует 9,81 и абсолютное среднее давление газов на участве в кгс/см2, кто докажет что там не верно? Если g убрать, то необходимая высота дымовой трубы будет получатся в 9,81 раз больше.

Способы регулирования производительности нагнетателей, их преимущества и недостатки.

Базовые методы:

Регулирование без изменения частоты вращения:

  • Дросселирование.
  • Закрутка потока входным направляющим аппаратом.

Регулирование с изменением частоты вращения:

  • Без изменения частоты вращения привода.
  • С изменением частоты вращения привода.

Регулирование без изменения частоты вращения:

При дросселировании потребляемая мощность пропорциональна степени дросселирования. При этом большая часть мощности привода тратится на преодоление сопротивления дросселя. Величина потерь зависит от крутизны напорной характеристики.[Полностью открытый дроссель в вентиляторных установках практически не создает сопротивления в отличии от входного направляющего аппарата с открытыми лопатками.]

При регулировании в ВНА давление в отличии от дросселирования падает, поэтому экономичность способа выше. Для вентиляторов с лопатками вперед глубина регулирования при одном угле поворота лопаток в ВНА больше чем для вентиляторов с лопатками назад (при одном размере колеса и одной частоте вращения). Экономичность регулирования в ВНА мало зависит от числа лопаток, которых обычно 8–12 шт. [ВНА дросселирует поток даже при полностью открытых лопатках, снижая КПД. по сравнению со свободным всасом на 2%. Поэтому нерабочие ВНА целесообразно снять. ВНА значительно сложнее шибера и его ремонт требует до 8 чел/час.]

Регулирование с изменением частоты вращения:

При изменении частоты ротора нагнетателя в пределах допустимого поля характеристик его КПД практически не меняется, поэтому способ является самым экономичным.

При постоянной частоте вращения привода изменение частоты вращения ротора достигается:

  • Изменением передаточного числа с помощью ременного вариатора.
  • Использованием электромагнитной муфты – индукционной муфты скольжения (ИМС).
  • Гидромуфты.

Использование муфт ведет к потерям скольжения электромагнитной или гидравлической природы. В вариаторах потери скольжения возникают косвенно. Потери скольжения трансформируются в тепло, которое требует отвода. На перемещение теплоносителя дополнительно затрачивается электроэнергия. При использовании вариаторов передаваемая мощность обычно не превышает 200 кВт. Частота вращения меняется изменением передаточного числа пары шкивов.

Изменение частоты вращения привода достигается при использовании многоскоростных двигателей или при использовании преобразователей частоты (ПЧ).

ПЧ делятся на автономные инверторы напряжения (АИН) и автономные инверторы тока (АИТ) в зависимости от того, что выпрямляется в звене постоянного тока. ПЧ состоит из трех частей: выпрямителя, фильтра, инвертора. К АИН относятся преобразователи серии: ПЧШ и ЭКТ, к АИТ — ПЧТ и ПЧР.

ПЧ в отличии от остальных устройств могут обслуживать группу нагнетателей, кроме того они не связаны территориально с самим нагнетателем, поэтому не увеличивают габариты установки и располагаются в отдельном помещении. ЧП рассчитаны на долговременную эксплуатацию (срок службы 20 лет, наработка на отказ 4000 часов, ресурс 25000 часов). КПД ЧП выше, чем у других регуляторов частоты вращения (при мощностях до 20 кВт η=0,9, при больших до η=0,93).

    1. Параллельная работа нагнетателей с отключением части нагнетателей при снижении нагрузки.

Преимущество: экономичность.

Недостаток: ограничения по единичной мощности нагнетателей 150-200 кВт.

    1. Дросселирование.

Преимущество: простота.

Недостаток: низкая экономичность вследствие превышения напора и падения КПД при регулировании.

    1. Закрутка потока входным направляющим аппаратом.

Преимущества: экономичность, простота.

Недостаток: сложность исполнения в случае многоступенчатых машин.

    1. Изменение частоты вращения.

Преимущество: высокая экономичность.

Недостаток: высокие капитальные затраты.


Использованные источники

  1. helpinginer.ru/aerodinamicheskij-raschet-gazovogo-trakta/
  2. infotruby.ru/svoimi-rukami/raschety-dymohoda-dlya-drovyanoj-pechi
  3. forum.abok.ru/index.php?showtopic=23473
  4. studfile.net/preview/1864286/page:22/

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.